JP2008058740A

JP2008058740A - 画像形成装置および露光量補正方法

Info

Publication number: JP2008058740A
Application number: JP2006236996A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Morikuni; 修市森國; Toru Yoshioka; 徹吉岡; Shoji Tomita; 章嗣冨田; Shoji Nakamura; 昌次中村
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2006-08-31
Filing date: 2006-08-31
Publication date: 2008-03-13

Abstract

【課題】環境変化があっても、また長期使用されても、実効現像電位を好適な範囲に保持することができ、濃度パッチの形成回数を低減することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】印加電圧決定手段１４によって、露光手段４への印加電圧値を、感光体２近傍の温度および湿度の検知結果と、記憶手段１４に入力されるデータテーブルとから決定するとともに、印加電圧補正手段１５によって、実効現像電位が予め定める範囲の値となるように、印加電圧値を補正する。また更新手段１６は、記憶手段１３に記憶されているデータテーブルであって、露光手段４への印加電圧値と、感光体２近傍の温度および湿度との関係を示すデータテーブルを、印加電圧補正手段１５によって補正された印加電圧値と、温湿度検知手段による検知結果との関係を基準にした新たなデータテーブルに更新する。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像形成装置および露光量補正方法に関する。

電子写真方式を用いる画像形成装置は、電子写真感光体（以下単に「感光体」という場合がある）と、その周りに配置される帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段、定着手段、クリーニング手段および除電手段とを含んで構成される。帯電手段は、感光体表面を帯電させる。露光手段は、帯電状態にある感光体表面に信号光を照射して画像情報に対応する静電潜像を形成する。現像手段は、感光体表面に形成された静電潜像に現像剤中のトナーを供給してトナー像を形成する。転写手段は、感光体表面に形成されたトナー像を記録媒体に転写する。定着手段は、転写されたトナー像を記録媒体に定着させる。クリーニング手段は、クリーニングブレードなどのクリーニング部材によってトナー像転写後の感光体表面を清浄化する。除電手段は、トナー像転写後の感光体を除電する。このような画像形成装置によって、記録媒体に所望の画像が形成される。

このような画像形成装置では、正転現像方式または反転現像方式によって、感光体表面の静電潜像を現像する。正転現像方式では、感光体の未露光部分に感光体の帯電極性と逆極性のトナーを付着させることによって、感光体表面の静電潜像を現像する。反転現像方式では、感光体の露光部分に帯電極性と同極性のトナーを付着させることによって、感光体表面の静電潜像を現像する。レーザプリンタなどのプリンタ、ファクシミリ装置、デジタル方式の複写機では、反転現像方式を用いることが主流である。

感光体は、帯電手段による帯電後であって、露光手段による露光前の電位が、画像形成装置が使用される環境の温湿度変化によって変化しやすい。画像形成装置が使用される環境の温湿度変化が生じると、帯電部材の抵抗値、誘電率などの電気特性が変化する。また感光体自体の電荷の移動度も変化する。これらによって、感光体の表面を環境条件に関わらず常に一定の電位とすることができないという問題がある。

また感光体として汎用され、電荷発生層、電荷輸送層などの感光層が積層される有機感光体（ＯＰＣ：Organic Photo Conductor）では、長期使用による磨耗によって感光層の膜厚が減少し、感光体の膜減りが生じる。この膜減りによって、感光体の電荷保持能力が低下し、感光体の表面電位が長期使用によって変化する。

このように感光体の表面電位は、画像形成装置が使用される環境および感光体の膜減りによって変化するので、形成される画像に濃度むら、画像かぶりなどが発生し、高画質な画像を安定して得ることができないという問題がある。

このような問題に鑑み、画像形成装置が使用される環境の温度変化、感光体の膜減りなどに応じて帯電手段を制御し、感光体の表面電位を一定に保つことを目的とする帯電装置が提案されている（たとえば特許文献１および２参照）。

特許文献１に開示される帯電手段は、感光体表面の感光層に対向する位置に設けられる放電電極と、この放電電極の感光体と対向する側と反対側を覆うように設けられる対向電極と、放電電極と感光体との間に設けられるグリッド電極とを備える。このような帯電手段では、放電電極に電圧を印加する直流電源を流れる電流の電流値から、グリッド電極と対向電極とに電圧を印加するグリッドバイアス電源を流れる電流の電流値を引いた差を設定値に近づけるように、直流電源またはグリッドバイアス電源の電圧出力が制御される。

特許文献２に開示される帯電手段は、複写枚数の情報信号を感光層の膜厚変化信号として用い、この膜厚変化信号に入力に伴って、感光体の表面電位を設定値に近づけるべく、帯電部材への印加電圧が補正される。

このような特許文献１および２などに開示される帯電手段によって、感光体の表面電位を設定値に近づけることができ、環境の変化、長期使用などによっても、濃度むら、画像かぶりなどのない高画質な画像を形成できることが期待される。しかしながら電子写真方式を用いる画像形成では、帯電手段による帯電後であって、露光手段による露光前の電位を好適な値である設定値とすることができても、露光手段による露光後の露光部の電位が好適な値でなければ、環境の変化があると、または長期使用すると、高画質な画像を形成することができなくなる。

露光手段の発光素子としては半導体レーザが用いられる。半導体レーザは、同じ電圧が印加された場合であっても、環境温度が変化することによって発光強度が変化する。これによって、環境の変化があると、露光手段による露光後の露光部の電位を、好適な値とすることができない。また現像バイアスがたとえば印字枚数などによって補正されない場合、長期使用すると、露光手段による露光後の露光部の電位と、現像バイアスとの差である実効現像電位が変化する。

このような実効現像電位の変化に対応するために、画像形成装置においては、記録媒体に転写すべきトナー像を感光体表面に形成する前に、感光体表面にトナーからなる濃度パッチを形成するプロセスコントロールを実施する。このプロセスコントロールでは、トナーからなる濃度パッチの濃度を検知して、濃度パッチの濃度が予め定める濃度となるように帯電手段、露光手段、現像手段などの動作を制御する。これによって、実効現像電位が好適な値から外れた場合であっても、実効現像電位を好適な値とするように補正し、形成画像に濃度むら、画像かぶりなどが発生することを防止できる。

プロセスコントロールは、濃度パッチの濃度が予め定める濃度となるまで実施される。したがって、実効現像電位が好適な値から外れている場合、実効現像電位を好適な値とすべく、帯電手段、露光手段および現像手段の動作を制御し、その度に濃度パッチを形成するので、濃度パッチの形成回数を増大させることとなる。濃度パッチの形成回数は、多くなるほどトナーの消費量を増大させる。また画像形成が開始されるまでの時間を長期化させる。

したがって環境変化があっても、また長期使用されても、実効現像電位を好適な範囲に保持することができ、濃度パッチの形成回数を低減することができる画像形成装置が希求されている。

特開平５−１９７２６１号公報特開平５−２７５５７号公報

本発明の目的は、環境変化があっても、また長期使用されても、実効現像電位を好適な範囲に保持することができ、濃度パッチの形成回数を低減することができる画像形成装置および露光量補正方法を提供することである。

本発明は、表面に感光層を有する電子写真感光体と、
電子写真感光体を帯電させる帯電手段と、
帯電状態にある電子写真感光体の表面に、画像情報に応じた信号光を露光して静電潜像を形成する露光手段と、
露光手段に電圧を印加する電圧印加手段と、
電子写真感光体近傍の温度および湿度を検知する温湿度検知手段と、
電圧印加手段による露光手段への印加電圧値と、電子写真感光体近傍の温度および湿度との関係を示すデータテーブルが入力される記憶手段と、
温湿度検知手段による検知結果と、記憶手段に入力されるデータテーブルとから、電圧印加手段による露光手段への印加電圧値を決定する印加電圧決定手段と、
実効現像電位が予め定める範囲の値となるように、印加電圧決定手段で決定される印加電圧値を補正する印加電圧補正手段と、
印加電圧補正手段によって補正された印加電圧値を露光手段に印加するように、電圧印加手段を制御する制御手段と、
印加電圧補正手段によって補正される印加電圧値が、記憶手段に予めデータテーブルとして入力される印加電圧値と異なるとき、予め記憶手段に入力されるデータテーブルを、印加電圧補正手段によって補正される印加電圧値と、温湿度検知手段による検知結果との関係を基準にした新たなデータテーブルに更新するデータテーブル更新手段とを含むことを特徴とする画像形成装置である。

また本発明は、電子写真感光体に形成される濃度パッチの濃度を検知する濃度検知手段をさらに含み、
印加電圧補正手段は、
濃度検知手段によって検知される濃度パッチの濃度に応じて、印加電圧決定手段で決定される印加電圧値を補正することを特徴とする。

また本発明は、電子写真感光体の電位を検知する電位検知手段をさらに含み、
印加電圧補正手段は、
電位検知手段によって検知される露光後の電子写真感光体の露光部の電位に応じて、印加電圧決定手段で決定される印加電圧値を補正することを特徴とする。

また本発明は、電子写真感光体の感光層の膜厚を検知する膜厚検知手段をさらに含み、
帯電手段は、
帯電部材と、帯電部材に電圧を印加する帯電電圧印加手段とを含み、
前記印加電圧決定手段は、
温湿度検知手段および膜厚検知手段による検知結果に応じて、帯電電圧印加手段による帯電部材への印加電圧値を決定し、
前記制御手段は、
印加電圧決定手段によって決定された印加電圧値を帯電部材に印加するように、帯電電圧印加手段を制御することを特徴とする。

また本発明は、データテーブル更新手段は、
電子写真感光体が新たな電子写真感光体に交換されると、記憶手段に入力されているデータテーブルを、予め定める印加電圧値のデータテーブルに更新することを特徴とする。

また本発明は、前記印加電圧決定手段は、
温湿度検知手段による検知結果が前回の検知結果と同じであるとき、電圧印加手段が露光手段に印加する印加電圧値を、電圧印加手段が露光手段に印加した前回の印加電圧値に決定することを特徴とする。

また本発明は、電子写真感光体近傍の温度および湿度を検知する温湿度検知工程と、
温湿度検知手段による検知結果に応じて、電圧印加手段の露光手段に対する印加電圧値を決定する電圧値決定工程と、
実効現像電位が予め定める範囲の値となるように、印加電圧決定手段で決定される印加電圧値を補正する電圧値補正工程と、
電圧値補正工程で補正された印加電圧値と、温湿度検知工程で検知された電子写真感光体近傍の温度および湿度との関係を示すデータテーブルを記憶する記憶工程とを含むことを特徴とする露光量補正方法である。

本発明によれば、画像形成装置は、電子写真感光体（以下単に「感光体」という）と、帯電手段と、露光手段と、電圧印加手段と、温湿度検知手段と、記憶手段と、印加電圧決定手段と、印加電圧補正手段と、制御手段と、データテーブル更新手段（以下単に「更新手段」という）とを含んで構成される。本発明の画像形成装置は、温湿度検知手段による感光体近傍の温度および湿度の検知結果と、記憶手段に入力される印加電圧値のデータテーブルとから、電圧印加手段による露光手段への印加電圧値を決定する印加電圧決定手段を備えるとともに、印加電圧決定手段で決定された印加電圧値を、実効現像電位が予め定める範囲の値となるように補正する印加電圧補正手段とを設けることを特徴とする。また記憶手段に予め入力される印加電圧決定のためのデータテーブルを、必要に応じて、温湿度検知手段による最も新しい検知結果と、前記検知結果から決定され、補正される印加電圧値とを基準にする新たなデータテーブルに更新する更新手段を設けることを特徴とする。実効現像電位とは、露光後の電子写真感光体の露光部の電位と、現像バイアスとの差である。

露光手段への印加電圧値は、感光体近傍の温度および湿度の検知結果と、記憶手段に入力される印加電圧値のデータテーブルとから、印加電圧決定手段によって決定される。露光手段によって感光体表面に形成される静電潜像の露光電位は、感光体近傍の温度および湿度の条件に応じて変動するので、露光手段に一定の電圧を印加するだけでは、実効現像電位をほぼ一定の範囲に保持することができない。そこで、前述のように、印加電圧決定手段によって温度および湿度に応じた印加電圧値を決定するとともに、実効現像電位が予め定める範囲の値となるように、この印加電圧値を補正し、補正された印加電圧値を露光手段に印加する。このように補正された印加電圧値を露光手段に印加することによって、実効現像電位を予め定める好適な値に設定することができる。これによって、環境の変化などがあっても、露光電位ひいては実効現像電位をほぼ一定の範囲に保持でき、画像濃度の高い高画質な画像を形成することができる。

また更新手段は、印加電圧補正手段によって補正された印加電圧値が、記憶手段に入力されているデータテーブルの印加電圧値と異なると、この記憶手段に入力されているデータテーブルを、印加電圧補正手段によって補正される印加電圧値と、温湿度検知手段による検知結果との関係を基準にした新たなデータテーブルに更新する。すなわち印加電圧補正手段によって補正される印加電圧値が、感光体の表面電位の最新の検知結果に応じて、温湿度検知手段による検知結果と関係づけられるデータテーブルとして記憶される。これによって、記憶手段に記憶されている印加電圧値を、たとえばデフォルト値として予め記憶されているデータテーブルの印加電圧値よりも、好適な印加電圧値と同じであるか、または近い値とすることができる。

記憶手段に記憶されている印加電圧値が好適な印加電圧値と同じであるか、または近い値であると、印加電圧決定手段によって決定される印加電圧値が、好適な印加電圧値と同じであるか、または近い値となり、印加電圧補正手段による印加電圧値の補正を短時間に実施することができる。これによって、たとえばトナーからなる濃度パッチの濃度を検知して、濃度パッチの濃度が予め定める濃度となるように帯電手段、露光手段、現像手段などの動作を制御するプロセスコントロールを行う場合、より少ない回数の濃度パッチの形成で、濃度パッチの濃度を予め定める濃度とすることができ、露光手段に印加する電圧値を好適な印加電圧値に設定することができる。濃度パッチの形成回数の低減を図ることができると、濃度パッチ形成のためのトナー消費量の増大および画像形成までに要する時間の延長を防止することができる。

また本発明によれば、画像形成装置は濃度検知手段をさらに含み、印加電圧補正手段は、濃度検知手段によって検知される濃度パッチの濃度に応じて、印加電圧決定手段で決定される印加電圧値を補正する。このような画像形成装置では、形成された濃度パッチの濃度が予め定める範囲となるように露光手段への印加電圧値を補正し、実効現像電位が予め定める値となるようなプロセスコントロールが実施されるので、環境の変化があっても、また感光体が長期使用されても、安定して均一な画質を有する画像を形成することができる。

また本発明によれば、画像形成装置は電位検知手段をさらに含み、印加電圧補正手段は、電位検知手段によって検知される露光後の電子写真感光体の露光部の電位に応じて、印加電圧決定手段で決定される印加電圧値を補正する。このような画像形成装置では、感光体の表面電位が予め定める値となるように露光手段への印加電圧値を補正し、実効現像電位が予め定める値となるようなプロセスコントロールが実施されるので、環境の変化があっても、また感光体が長期使用されても、安定して均一な画質を有する画像を形成することができる。さらに感光体の表面電位が予め定める値となるように露光手段への印加電圧値を補正する画像形成装置では、濃度パッチを形成することなくプロセスコントロールを実施することができるので、濃度パッチ形成のためのトナーの消費が生じない。

また本発明によれば、画像形成装置は膜厚検知手段をさらに含み、画像形成装置に備えられる帯電手段は帯電部材と帯電電圧印加手段とを含む。このような画像形成装置において、印加電圧決定手段は、温湿度検知手段および膜厚検知手段による検知結果に応じて、帯電電圧印加手段による帯電部材への印加電圧値を決定する。帯電部材への印加電圧値が温湿度検知手段による検知結果に応じて決定されると、温湿度の変化によって変化する帯電部材の抵抗値、誘電率などの電気特性に応じて帯電部材への印加電圧値が決定されるので、環境の変化があっても、感光体の表面を常に好適な電位に帯電することができる。また帯電部材への印加電圧値が膜厚検知手段による検知結果に応じて決定されると、感光体の膜減りによって生じる感光体の電荷保持能力の変化に応じて帯電部材への印加電圧値が決定されるので、長期使用しても、感光体の表面を常に好適な電位に帯電することができる。

また本発明によれば、データテーブル更新手段は、感光体が新たな感光体に交換されると、記憶手段に入力されているデータテーブルを、予め定める印加電圧値のデータテーブルに更新する。このように、感光体が新たな感光体に交換されたときに記憶手段に入力されているデータテーブルを、予め定める印加電圧値のデータテーブルである初期のデータテーブルに戻すことによって、記憶手段に記憶されている印加電圧値を、交換前の長期使用された感光体を露光する露光手段に印加される電圧値よりも、好適な印加電圧値と同じであるか、または近い値とすることができる。これによって、新品の感光体に交換した後のプロセスコントロールに要する時間を短縮することができる。

また本発明によれば、印加電圧決定手段は、温湿度検知手段による検知結果が前回の検知結果と同じであるとき、電圧印加手段が露光手段に印加する印加電圧値を、電圧印加手段が露光手段に印加した前回の印加電圧値に決定する。このように電圧印加手段が露光手段に印加すべき好適な印加電圧値が前回の印加電圧値と同じであるか、または近い値であることが予想される場合、プロセスコントロールを実施することなく露光手段に印加する印加電圧値を決定することによって、プロセスコントロールの実施によるトナー消費量の増大および画像形成までに要する時間の延長を防止することができる。

また本発明によれば、温湿度検知工程と、電圧値決定工程と、電圧値補正工程と、記憶工程とによって、感光体への露光量を決定する露光量補正方法が実現される。電圧値決定工程では、温湿度検知工程での検知結果に応じて、電圧印加手段の露光手段に対する印加電圧値を決定する。また電圧値補正工程では、実効現像電位が予め定める範囲の値となるように、印加電圧決定手段で決定される印加電圧値を補正する。

電圧値決定工程において温度および湿度に応じた印加電圧値を決定するとともに、電圧値補正工程において、実効現像電位が予め定める範囲の値となるように、電圧値決定工程で決定された印加電圧値を補正し、補正された印加電圧値を露光手段に印加する。このように補正された印加電圧値を露光手段に印加することによって、実効現像電位を予め定める好適な値に設定することができる。これによって、環境の変化などがあっても、露光電位ひいては実効現像電位をほぼ一定の範囲に保持でき、画像濃度の高い高画質な画像を形成することができる。

また記憶工程において、電圧値補正工程で補正された印加電圧値と、温湿度検知工程で検知された電子写真感光体近傍の温度および湿度との関係を示すデータテーブルが、記憶手段に記憶される。これによって、電圧値補正工程で補正された印加電圧値が、感光体の表面電位の最新の検知結果に応じて、温湿度検知手段による検知結果と関係づけられるデータテーブルとして記憶され、記憶手段に記憶されている印加電圧値を、たとえばデフォルト値として予め記憶されているデータテーブルの印加電圧値よりも、好適な印加電圧値と同じであるか、または近い値とすることができる。これによって、電圧値決定工程で決定される電圧値が、好適な印加電圧値と同じであるか、または近い値となり、印加電圧補正手段による印加電圧値の補正を短時間に実施することができる。

図１は、本発明の実施の一形態である画像形成装置１の構成を簡略化して示す断面図である。以下の説明は、露光量補正方法についての説明をも含む。画像形成装置１は、電子写真感光体（以下単に「感光体」という）２と、帯電手段３と、露光手段４と、現像手段５と、転写手段６と、定着手段７と、クリーニング手段８と、除電手段９とを含んで構成される。さらに本実施の形態の画像形成装置１は、露光手段４に電圧を印加する電圧印加手段１０と、温湿度検知手段１１と、制御手段１２と、記憶手段１３と、印加電圧決定手段１４と、印加電圧補正手段１５と、データテーブル更新手段（以下単に「更新手段」という）１６と、膜厚検知手段として機能する印字枚数検知手段１７と、濃度検知手段である濃度センサ１８とを含んで構成される。本実施形態の画像形成装置１は、負帯電トナーを用い、反転現像方式によって画像を形成する。

本実施の形態の画像形成装置１では、感光体２の周囲に、感光体２の回転方向１９の上流側から下流側に向かって、帯電手段３、露光手段４、現像手段５、転写手段６、クリーニング手段８および除電手段９がこの順番で設けられる。また本実施の形態では、除電手段９と帯電手段３との間に温湿度検知手段１１が備えられ、現像手段５と転写手段６との間に濃度センサ１８が備えられる。

感光体２は、図示しない円筒状の導電性基体と、導電性基体の表面に形成される有機感光層とを含んで構成される。感光体２は、図示しない駆動手段によって軸線まわりに回転駆動可能に支持される。感光体２としては、この分野で常用されるものを使用でき、たとえば、導電性基体であるアルミニウム素管と、アルミニウム素管の表面に形成される有機感光層とを含む、直径３０ｍｍの感光体ドラムが用いられる。有機感光層は、電荷発生物質を含む電荷発生層と、電荷輸送物質を含む電荷輸送層とを積層して形成される。有機感光層は、電荷発生物質と電荷輸送物質とを１つの層に含むものであってもよい。

温湿度検知手段１１は、感光体２近傍の温度および相対湿度（単に「湿度」ともいう）を検知する。温湿度検知手段１１としては、非接触で感光体２近傍の温度および湿度を測定することができる温湿度センサであればよく、たとえば、挿入型温度検出器（商品名：ＨＴＹ７８、株式会社山武製）などを用いることができる。温湿度検知手段１１は、感光体２表面から３〜５ｍｍ離隔して設けられる。温湿度検知手段１１は、感光体２近傍の温度および湿度を検知し、その検知結果を後述の制御手段１２に出力する。

濃度センサ１８は、感光体２表面にトナーからなる濃度パッチを形成するプロセスコントロールを実施するときに、感光体２表面に形成されるトナーからなる濃度パッチの濃度を検知する。濃度センサ１８としては、たとえば、発光素子、受光素子、集光レンズ、および結像レンズを備えるセンサを用いることができる。濃度センサ１８は、発光素子から出射した光が濃度パッチで反射される光を、受光素子で受光することによって、濃度パッチの濃度を検知する。濃度センサ１８によって検知された濃度パッチの濃度の検知結果は、後述の制御手段１２に入力される。

帯電手段３は、感光体２の表面を所定の極性の電位に帯電させる。本実施の形態の帯電手段３は、グリッド電極、放電電極およびシールドケースを含む帯電部材３ａと、帯電部材３ａに電圧を印加する帯電電圧印加手段３ｂとを含んで構成される。帯電部材３ａは、その長手方向の長さが感光体２の長手方向の長さとほぼ同じであるか、またはそれよりも大きくなるように構成される。

グリッド電極は、感光体２と放電電極との間に設けられ、帯電電圧印加手段３ｂからの電圧の印加を受けて、たとえば、感光体２表面の帯電状態のばらつきを調整して表面電位を均一化する。グリッド電極には、たとえば、厚み方向に複数の貫通孔を有する金属製板状部材を使用できる。貫通孔は、たとえば網目状に形成される。グリッド電極の板状部材を形成する材料としては、導電性材料であれば特に制限されないけれども、たとえば、ステンレス鋼、アルミニウム、ニッケル、銅、鉄などの金属が好ましい。板状部材の表面には、感光体２の表面電位の均一化効果を一層高めるために、ニッケル層を介し、または介することなく、粒径２〜２０μｍ程度のフッ素樹脂粒子を含むニッケル層を形成してもよい。放電電極は、シールドケースにおいて感光体２の周面を臨む面の短手方向における反対側面から感光体２の周面に向けて延びるように設けられ、図示しない支持部材によって支持される。放電電極は、図示しない電源から電圧を印加されることによって、感光体２に向けてコロナ放電を行い、感光体２表面を帯電させる。放電電極には、この分野で常用される針状電極を使用できる。針状電極は、たとえば、板状に形成される平板部と、平板部の短手方向の一端面から短手方向に突出するように形成される先鋭状突起とを含む薄板状部材である。この薄板状部材は、たとえば、ステンレス鋼によって形成される。シールドケースは、内部空間を有する直方体状の外観形状を有し、感光体２の周面を臨む面が開口する容器状部材である。シールドケースは、その内部空間に少なくとも放電電極および放電電極の支持部材を収容する。シールドケースは、たとえば、ステンレス鋼によって形成される。

帯電電圧印加手段３ｂは、後述の制御手段１２によってその動作が制御され、後述の記憶手段１３に記憶されるデータテーブルに基づいて、印加電圧決定手段１４によって決定される印加電圧値（以下単に「電圧値」という場合がある）を帯電部材３ａに印加する。本実施の形態では、画像形成装置１は、負帯電トナーを用い、反転現像方式によって画像形成を行うので、帯電電圧印加手段３ｂは、トナーと同極性の電圧、すなわち負極性の電圧を帯電部材３ａに印加して感光体２を帯電させる。

露光手段４は、帯電状態にある感光体２表面に画像情報に応じた信号光を露光して静電潜像を形成する。本実施の形態では、画像形成装置１は反転現像方式によって画像形成を行うので、露光手段４は、画像を形成する部分、すなわちトナーを付着させることによって現像する部分に信号光を照射する。信号光の光源には、半導体レーザなどが用いられる。

露光手段４は、電圧印加手段１０によって電圧が印加される。電圧印加手段１０は、後述の制御手段１２によってその動作が制御され、後述の記憶手段１３に記憶されるデータテーブルに基づいて、印加電圧決定手段１４によって決定される印加電圧値を露光手段４に印加する。露光手段４に印加される印加電圧値は、露光手段４の光源からの露光強度、すなわち露光量を決定するものであり、露光量は、露光後の感光体の露光部の電位を決定する。したがって、露光手段４に印加する印加電圧値を調整することによって、露光後の感光体の露光部の電位を調整することができる。

現像手段５は、トナーを収容するトナー収容容器５ａと、感光体２を臨んで回転軸５ｃによって回転自在に設けられる現像ローラ５ｂとを含んで構成され、現像ローラ５ｂには回転軸５ｃに接続される現像バイアス印加手段２０から現像バイアスが印加される。

トナー収容容器５ａは、たとえば硬質の合成樹脂などからなるトナーを収容する容器である。トナー収容容器５ａは感光体２を臨んで開口部を有し、その開口部から一部が露出する状態で感光体２に対向し、わずかに離間するように現像ローラ５ｂが設けられる。またトナー収容容器５ａ内には、図示しないトナー攪拌ローラが設けられ、このトナー攪拌ローラの攪拌によって、トナーが摩擦帯電され現像ローラ５ｂに供給される。

現像ローラ５ｂは、たとえば外径２５ｍｍの円柱状部材である。現像ローラ５ｂは、回転軸５ｃを介してトナー収容容器５ａに回転自在に支持され、図示しないモータによって回転駆動される。現像バイアス印加手段２０は、トナーと同極性の現像バイアスを現像ローラ５ｂに印加する。

感光体２と現像ローラ５ｂとが離間して設けられる非接触現像方式では、現像バイアス印加手段２０によってトナーと同極性の現像バイアス、たとえば、−４００Ｖを現像ローラ５ｂに印加する。これによって、現像ローラ５ｂ上に供給される帯電トナーを感光体表面へ電界力で飛翔着座させ、感光体２表面にトナーを供給してトナー像を形成する。

転写手段６は、本実施の形態ではローラ状に形成され、感光体２に当接しかつその軸線回りに回転駆動可能に設けられる。転写手段６には、ローラ状の転写手段６に電圧を印加する転写電圧印加手段６ａが接続される。画像形成時において、転写手段６は、紙などの記録媒体２１の感光体２との当接面の反対側の表面から感光体２に対して記録媒体２１を押圧し、感光体２と記録媒体２１とを圧接した状態で転写手段６に転写電圧印加手段１０からトナーと逆極性の電圧、たとえば＋３ｋＶの電圧を印加して、記録媒体２１をトナーと逆極性に帯電させる。これによって感光体２表面に形成されたトナー像を記録媒体２１上に転写する。なお記録媒体２１は、不図示の記録媒体搬送手段によって、露光手段４の露光に同期して、転写手段６に供給される。

転写手段６としては、上記のような転写ローラを用いる構成に限定されることなく、たとえば、転写ローラに代えて、ベルト状に形成される転写ベルトを備える構成であってもよい。また転写手段６は、直接記録媒体２１にトナー像を転写する接触転写方式を用いる転写手段に限定されることなく、転写ベルトにトナー像を転写し、該トナー像が転写された転写ベルト上のトナー像を記録媒体に転写するなどの中間転写方式を用いる転写手段であってもよい。

定着手段７は、加熱ローラ２２および加圧ローラ２３を含んで構成される熱圧着方式の定着手段である。加熱ローラ２２は、不図示の加熱手段を備え、予め定められる温度に加熱される。本実施形態においては、加熱ローラ２２は、記録媒体２１のトナー像が転写された面に接触するように設けられる。定着手段７は、転写手段６によってトナー像が転写される記録媒体２１を順次受け取り、加熱ローラ２２と加圧ローラ２３との当接部を通過させ、加熱ローラ２２および加圧ローラ２３によって加熱および加圧してトナー像を記録媒体２１に定着する。記録媒体２１は、加熱ローラ２２および加圧ローラ２３に狭持され、加熱ローラ２２および加圧ローラ２３の回転によって搬送される。

なお定着手段７は、上記のような加熱ローラ２２および加圧ローラ２３を備えるものに限定されることなく、たとえば、ベルト状の加熱部材および加圧部材を備える構成であってもよい。

クリーニング手段８は、弾性材料からなり、感光体２表面に残留するトナーを掻取るクリーニングブレード８ａと、クリーニングブレード８ａによって掻取られるトナーを回収するトナー回収容器８ｂとを含んで構成される。このようなクリーニング手段８によって、トナー像が記録媒体２１に転写された後に感光体２表面に残留するトナーを除去し、清掃する。

除電手段９は、除電ランプなどによって構成され、記録媒体２１へのトナー像転写後の感光体２表面の電荷を除去する。

制御手段１２は、中央演算処理装置（略称ＣＰＵ：Central Processing Unit）によって実現される。制御手段１２は、後述の印加電圧決定手段１４によって決定された印加電圧値を露光手段４に印加するように、後述の電圧印加手段１０を制御するとともに、装置全体の動作を制御する。制御手段１２は、記憶手段１３に記憶されるプログラムを実行することによって、後述するフローチャートに示す処理を行い、装置全体の動作を制御する。

記憶手段１３は、ロム（ＲＯＭ：Read Only Memory）、ラム（ＲＡＭ：Random Access
Memory）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ：Hard Disk Drive）などによって実現される。記憶手段１３には、帯電部材３ａに印加される電圧値のデータテーブル、露光手段４に印加される電圧値のデータテーブル、後述の印字枚数検知手段１７による印字枚数検知に用いられる印字枚数カウンタ値、制御手段１２が実行するプログラムなどが入力されている。

記憶手段１３に記憶される帯電部材３ａに印加される電圧値のデータテーブルの一例を表１および表２に示す。記憶手段１３は、帯電部材３ａに印加される電圧値のデータテーブルとして、表１に示すような温度と湿度との関係から得られる印加電圧値のデータテーブルと、表２に示すような後述の印字枚数検知手段１７によって得られる累積印字枚数に応じて決定される電圧補正値を示すデータテーブルとを記憶している。表１に示す印加電圧値は、未使用の感光体を対象に、各環境下で帯電電位が−６００Ｖとなるときの印加電圧値を測定して得た値である。また表２に示す電圧補正値は、温度２０℃、湿度６０％の環境下において、各印字枚数の画像を形成した感光体の帯電電位が−６００Ｖとなるときの印加電圧値を測定したときの、表１の同じ環境条件における印加電圧値との差を算出して得た値である。印加電圧値は、以下のような条件で測定した。
画像形成装置：ＭＸ−５５００Ｎ改造機（シャープ株式会社製）
感光体：電荷輸送層用樹脂がポリカーボネートである積層型有機感光体
感光体の回転速度：３５５ｍｍ／ｓｅｃ
感光体表面の感光層の膜厚：２７μｍ
帯電手段：スコロトロン形式（ノコ歯帯電）
放電電極への印加電圧値：−７ｋＶ
転写ローラの当接圧：１×１０^−２Ｎ／ｍｍ
クリーニングブレードの当接圧：２００ｍＮ／ｃｍ

また記憶手段１３は、露光手段４に印加される電圧値のデータテーブルを記憶している。本実施の形態では、露光手段４に印加される電圧値の代わりに、全レーザ発振時間に対する実際のレーザ発振時間の割合を記憶している。印加電圧値は、レーザ発振時間の割合から算出される。記憶手段１３は、レーザ発振時間の割合を、温度と湿度との関係から得られる全レーザ発振時間に対する実際のレーザ発振時間の割合のデータテーブルとして記憶している。さらに本実施の形態では、実際のレーザ発振時間の割合を、全レーザ発振時間を２５６としたときの割合として記憶している。記憶手段１３には、このようにレーザ発振時間の割合が記憶され、記憶手段１３に記憶されるレーザ発振時間の割合から、印加電圧値を決定する。

記憶手段１３に記憶され、露光手段４に印加されるレーザ発振時間の割合のデータテーブルの一例を表３に示す。本実施の形態の記憶手段１３は、表３のデータテーブルを、デフォルト値として記憶している。表３に示すレーザ発振時間の割合は、−６００Ｖに帯電された未使用の感光体を対象に、各環境下で露光部の電位が−１５０Ｖとなるときのレーザ発振時間の割合を測定して得た値である。

印加電圧決定手段１４は、温湿度検知手段１１および印字枚数検知手段１７による検知結果に応じて、帯電電圧印加手段３ｂによる帯電部材３ａへの印加電圧値を決定する。印加電圧決定手段１４は、温湿度検知手段１１による温度および湿度の検知結果、および後述の印字枚数検知手段１７による累積印字枚数の検知結果と、記憶手段１３に記憶されている表１および表２のデータテーブルとを用いて、帯電部材３ａへの印加電圧値を決定する。具体的には次のようにして印加電圧値を決定する。たとえば温度が１５℃以上２５℃未満であり、湿度が４５ＲＨ％（単に「％」ともいう）以上６０％未満である場合、表１から印加電圧値は−７００Ｖであることが判る。さらに累積印字枚数が５０Ｋ枚以上１００Ｋ枚未満である場合、表２から電圧補正値が−２０Ｖであることが判る。したがって温度が１５℃以上２５℃未満であり、湿度が４５％以上６０％未満であり、累積印字枚数が５０Ｋ枚以上１００Ｋ枚未満である場合、表１から得られる印加電圧値（−７００Ｖ）に表２から得られる電圧補正値（−２０Ｖ）を加えた値、すなわち−７２０Ｖを印加電圧値とすることを決定する。

このように、帯電部材３ａへの印加電圧値が温湿度検知手段１１および印字枚数検知手段１７による検知結果に応じて決定されると、温湿度の変化によって変化する帯電部材３ａの抵抗値、誘電率などの電気特性に応じて帯電部材３ａへの印加電圧値を決定することができる。これによって、環境の変化があっても、感光体２の表面を常に好適な電位に帯電することができる。また帯電部材３ａへの印加電圧値が印字枚数検知手段１７による検知結果に応じて決定されると、感光体２の膜減りによって生じる感光体２の電荷保持能力の変化に応じて帯電部材への印加電圧値が決定されるので、長期使用しても、感光体２の表面を常に好適な電位に帯電することができる。

また印加電圧決定手段１４は、温湿度検知手段１１による検知結果と、記憶手段１３に入力されるレーザ発振時間の割合のデータテーブルとから、電圧印加手段１０による露光手段４への印加電圧値を決定する。印加電圧決定手段１４は、温湿度検知手段１１による温度および湿度の検知結果と、記憶手段１３に記憶されている表３のデータテーブルとを用いて、露光手段４のレーザ発振時間の割合を決定し、露光手段４のレーザ発振時間の割合が、この決定された割合になるような値に、露光手段４への仮の印加電圧値を決定する。印加電圧決定手段１４によって決定される電圧値を、「仮の印加電圧値」という場合がある。具体的には次のようにして仮の印加電圧値を決定する。たとえば温度が１５℃以上２５℃未満であり、湿度が４５％以上６０％未満である場合、表３から印加電圧値は、レーザ発振時間の割合が１２８ｄｕｔｙとなるときの値であることが判る。したがってこのような環境下においては、印加電圧決定手段１４は、仮の印加電圧値を、レーザ発振時間の割合が１２８ｄｕｔｙとなるときの値に決定する。

印加電圧補正手段１５は、実効現像電位が予め定める範囲の値となるように、印加電圧決定手段で決定される印加電圧値を補正する。本実施の形態では、露光手段４に印加する印加電圧値の補正は、感光体表面にトナーからなる濃度パッチを形成するプロセスコントロールによって行う。

本実施の形態では、濃度センサ１８によって検知される濃度パッチの濃度に応じて、印加電圧決定手段１４で決定される印加電圧値を補正し、実効現像電位が予め定める範囲の値となるように、印加電圧値を補正する。このような濃度パッチを形成するプロセスコントロールによって、環境の変化などによって実効現像電位が好適な値から外れた場合であっても、露光手段４による露光後の感光体２の露光部の電位と、現像バイアスとの差である実効現像電位を好適な値とするように補正し、形成画像に濃度むら、画像かぶりなどが発生することを防止できる。このようなプロセスコントロールは、たとえば画像形成装置１の立上げ時、所定枚数印字後、あるいは画像形成前などに行われる。

印加電圧補正手段１５は、印加電圧決定手段１４によって決定された印加電圧値を次のようにして補正する。まずプロセスコントロールの前に、温湿度検知手段１１によって感光体２近傍の温度および湿度を検知する。この検知結果によっては、印加電圧値の補正を行うことなく画像を形成することもできる。たとえば温湿度検知手段１１による検知結果が前回の検知結果と同じである場合、印加電圧値の補正を行うことなく印加電圧値を前回の値と同じ値に決定する。

温湿度検知手段１１による検知後、印加電圧値の補正を行う場合、まず感光体２表面に濃度パッチを形成する。このときの印加電圧値は、温湿度検知手段１１の検知結果と、記憶手段１３に記憶されるデータテーブルとから決定される仮の印加電圧値である。たとえば温度が１５℃以上２５℃未満であり、湿度が４５％以上６０％未満である場合、露光手段４のレーザ発振時間の割合が１２８ｄｕｔｙであることが判る。したがってこのような環境下におけるプロセスコントロールでは、まずこの仮の印加電圧値である、レーザ発振時間の割合が１２８ｄｕｔｙとなるときの電圧を、露光手段４に印加する。

濃度パッチは、トナーからなるたとえば８ｃｍ角のパッチであり、予め定める位置にパッチ濃度の異なる複数種類が形成される。形成された複数種類の濃度パッチは、濃度センサ１８によってその濃度が検知され、濃度センサ１８による検知結果が予め定める濃度となるように、露光手段４への印加電圧値を調整する。印加電圧値を調整し、濃度センサ１８による検知結果が予め定める濃度となると、このときの露光手段４への印加電圧値を、画像形成において露光手段４に印加する真の印加電圧値に決定する。以上のようにして、印加電圧値の補正を行う。

図２は、実効現像電位を説明するための図である。実効現像電位は、露光手段４による露光後の感光体２の露光部の電位（Ｖ_Ｌ）と、現像バイアス（Ｖｂｉａｓ）との差で表される。本実施の形態では、現像バイアス（Ｖｂｉａｓ）は−４００Ｖに設定される。実効現像電位は、たとえば２５０Ｖ程度（２４５Ｖ〜２５５Ｖ）に設定されることが好ましく、実効現像電位がこのような予め定める範囲の値となるように、印加電圧値を補正する。実効現像電位の予め定める範囲の値を２５０Ｖ程度（２４５Ｖ〜２５５Ｖ）とする場合、露光後の感光体２の露光部の電位（Ｖ_Ｌ）は−１５０Ｖ程度（−１５５Ｖ〜−１４５Ｖ）に設定されることが望まれる。図２におけるＶ_０は、帯電手段３による帯電後であって、露光手段４による露光前の感光体２の電位であり、本実施の形態では−６００Ｖに設定される。

印加電圧補正手段１５は、感光体２近傍の温度および湿度に応じて印加電圧決定手段１４によって決定された仮の印加電圧値を、濃度センサ１８による濃度パッチの濃度の検知結果が予め定める濃度となるように補正する。これによって、補正された印加電圧値は、露光後の感光体２の露光部の電位が好適な電位（−１５０Ｖ程度）となる印加電圧値、すなわち実効現像電位が予め定める範囲の値となる印加電圧値に補正される。これによって、環境の変化、感光体２の表面電位の変化などがあっても、露光手段４による露光後の感光体２の露光部の電位と、現像バイアスとの差である実効現像電位を好適な値に保持することができる。

更新手段１６は、印加電圧補正手段１５よって補正される露光手段４への印加電圧値が、記憶手段１３に予めデータテーブルとして入力される露光手段４への印加電圧値と異なるとき、予め記憶手段１３に入力されるデータテーブルを、印加電圧補正手段１５よって補正される印加電圧値と、温湿度検知手段１１による検知結果との関係を基準にした新たなデータテーブルに更新する。

本実施の形態の更新手段１６は、印加電圧補正手段１５によって補正された印加電圧値に基づくレーザ発振時間の割合が、記憶手段１３に予めデータテーブルとして入力される表３のレーザ発振時間の割合と異なるとき、記憶手段１３に入力されているデータテーブルを新たなデータテーブルに更新する。以下記憶手段１３に入力されているデータテーブルを新たなデータテーブルに更新する方法の一例について説明する。

たとえば表３のデータテーブルが記憶手段１３に記憶されており、温度が１５℃以上２５℃未満であり、湿度が４５％以上６０％未満である場合、記憶手段１３に記憶されているレーザ発振時間の割合は、表３に示すように、１２８ｄｕｔｙである。ここで、プロセスコントロールを実施し、温度が１５℃以上２５℃未満であり、湿度が４５％以上６０％未満であり、印加電圧補正手段１５によって補正された印加電圧値で電圧を印加したときのレーザ発振時間の割合が１３２ｄｕｔｙとなると、印加電圧補正手段１５によって補正された露光手段４への印加電圧値に基づくレーザ発振時間の割合が、記憶手段１３に予めデータテーブルとして入力される露光手段４のレーザ発振時間の割合と異なることとなる。更新手段１６は、このような場合に、データテーブルを更新する。

表３より、印加電圧補正手段１５によって補正された印加電圧値に基づくレーザ発振時間の割合は、記憶手段１３に予めデータテーブルとして入力される露光手段４のレーザ発振時間の割合よりも４ｄｕｔｙ大きい。したがって、記憶手段１３に予めデータテーブルに入力されるレーザ発振時間の割合に４ｄｕｔｙを加算したレーザ発振時間の割合のデータテーブルを、新たなデータテーブルとして記憶させ、データテーブルの更新を行う。すなわち表３のデータテーブルは、各環境下のレーザ発振時間の割合に４ｄｕｔｙが加算された、以下の表４に示すデータテーブルに更新される。

次に表４のデータテーブルが記憶手段１３に記憶されており、たとえば温度が２５℃以上３５℃未満であり、湿度が４５％以上６０％未満である場合、記憶手段１３に記憶されているレーザ発振時間の割合は、表４に示すように、１２８ｄｕｔｙである。ここで、プロセスコントロールを実施し、温度が２５℃以上３５℃未満、湿度が４５％以上６０％未満であり、印加電圧補正手段１５によって補正されたレーザ発振時間の割合が１２４ｄｕｔｙとなると、印加電圧補正手段１５によって補正された露光手段４への印加電圧値に基づくレーザ発振時間の割合が、記憶手段１３に予めデータテーブルとして入力される露光手段４のレーザ発振時間の割合と異なることとなる。更新手段１６は、このような場合にも、データテーブルを更新する。

表４より、印加電圧補正手段１５によって補正された印加電圧値に基づくレーザ発振時間の割合は、記憶手段１３に予めデータテーブルとして入力される露光手段４のレーザ発振時間の割合よりも４ｄｕｔｙ小さい。したがって、記憶手段１３に予めデータテーブルに入力されるレーザ発振時間の割合から４ｄｕｔｙを減算した印加電圧値のデータテーブルを、新たなデータテーブルとして記憶させ、データテーブルの更新を行う。すなわち表４のデータテーブルは、以下の表５のデータテーブルに更新される。

以上のように、プロセスコントロールの実施の環境下において、印加電圧補正手段１５によって補正された印加電圧値に基づくレーザ発振時間の割合と、記憶手段１３に記憶されているレーザ発振時間の割合とが異なる場合、レーザ発振時間の割合の差分を減算または加算することによって、プロセスコントロールの実施の環境下における記憶手段１３のレーザ発振時間の割合を、露光手段４のレーザ発振時間の割合が印加電圧補正手段１５によって補正されたレーザ発振時間の割合となるレーザ発振時間の割合に一致させる。次いで、プロセスコントロールの実施の環境下以外の環境下におけるレーザ発振時間の割合においても、同様に差分を減算または加算する。これによって、新たなデータテーブルを作成し、記憶手段１３に記憶させることによってデータテーブルを更新する。

以上のようにしてデータテーブルを更新する更新手段１６によれば、記憶手段１３に記憶されているレーザ発振時間の割合を、たとえばデフォルト値として予め記憶されている表３のデータテーブルのレーザ発振時間の割合よりも、実効現像電位を予め定める値とすることができる好適なレーザ発振時間の割合と同じであるか、または近い値とすることができる。これによって、表３のデータテーブルのレーザ発振時間の割合とするときの印加電圧値を、好適な印加電圧値と同じであるか、または近い値とすることができる。

記憶手段１３に記憶されているレーザ発振時間の割合が好適なレーザ発振時間の割合と同じであるか、または近い値であると、印加電圧決定手段１４によって決定される印加電圧値が、好適な印加電圧値と同じであるか、または近い値となり、印加電圧補正手段１５による印加電圧値の補正を短時間に実施することができる。これによって、本実施の形態のように、トナーからなる濃度パッチの濃度を検知して、濃度パッチの濃度が予め定める濃度となるように露光手段４への印加電圧値を補正するプロセスコントロールを行う場合、より少ない回数の濃度パッチの形成で、濃度パッチの濃度を予め定める濃度とすることができ、露光手段４に印加する電圧値を好適な印加電圧値に設定することができる。濃度パッチの形成回数の低減を図ることができると、濃度パッチ形成のためのトナー消費量の増大および画像形成までに要する時間の延長を防止することができる。

更新手段１６は、感光体２が新たな感光体２に交換されると、記憶手段１３に入力されているデータテーブルを、予め定める印加電圧値のデータテーブルに更新することが好ましい。本実施の形態では、感光体２が新たな感光体２に交換されると、記憶手段１３に入力されているデータテーブルを、予め定めるレーザの発振時間の割合のデータテーブル、たとえば表３に示すデフォルト値のデータテーブルに更新する。

感光体２が新たな感光体２に交換されたときに記憶手段１３に入力されているデータテーブルを、予め定めるレーザの発振時間の割合のデータテーブルである初期のデータテーブルに戻すと、記憶手段１３に記憶されているレーザの発振時間の割合とするときの印加電圧値を、交換前の長期使用された感光体２を露光する露光手段に印加される電圧値よりも、実効現像電位を予め定める値とすることができる好適な印加電圧値と同じであるか、または近い値とすることができる。これによって、新品の感光体２に交換した後のプロセスコントロールにおいて、濃度パッチの形成回数を低減し、トナー消費量の低減およびプロセスコントロールの実施時間の短縮化を実現することができる。

印字枚数検知手段１７は、感光体２が新品として画像形成装置１に装着されてからの印字枚数を累計する。たとえば、印字枚数検知手段１７は、印字指令が制御手段１２に入力されると、感光体２の回転駆動が終了するまでの時間を計測し、印字枚数として制御手段１２に入力する。入力された印字枚数は、後述の記憶手段に記憶される。このとき、記憶手段１３に元々存在する印字枚数データが、合算後の新しい印字データに書き換えられる。これによって、画像形成装置１における累計印字枚数を得ることができる。記録媒体２１の印字枚数が増加すると、感光体２の回転回数が増加し、感光体２の膜減り量を把握することができる。したがって本実施の形態の印字枚数検知手段１７は、感光体の膜厚を検知する膜厚検知手段として用いられる。膜厚検知手段としては、本実施の形態のような印字枚数検出手段に限定されることなく、たとえば感光体２の回転回数を検知する手段などであってもよい。

図３は、本実施の形態の露光量補正方法を説明するフローチャートである。特に記載しない限り、本フローの制御主体は制御手段１２である。たとえば画像形成装置１の電源がオフからオンに投入される開始条件、または制御手段１２に印字指令が入力される開始条件で、ステップｓ１に進む。

ステップｓ１では、制御手段１２は、印字枚数検知手段１７に印字枚数を検知させる。印字枚数検知手段１７によって検知された印字枚数は、制御手段１２に入力され、次いでステップｓ２に進む。

ステップｓ２では、制御手段１２は、温湿度検知手段１１に、感光体２近傍の温度および湿度を検知させる。このように、ステップｓ２では、感光体２近傍の温度および湿度を検知する温湿度検知工程を行う。温湿度検知手段１１によって検知された感光体２近傍の温度および湿度は、制御手段１２に入力され、記憶手段１３に記憶される。次いでステップｓ３に進む。

ステップｓ３では、制御手段１２は、印加電圧決定手段１４に、帯電部材３ａに印加させるべき印加電圧値を決定させる。印加電圧決定手段１４は、ステップｓ１で得られた印字枚数と、ステップｓ２で得られた温度および湿度とを用いて、記憶手段１３から表１および表２に示すデータテーブルを読出す。このようにして、温湿度検知手段１１および印字枚数検知手段による検知結果に応じて、帯電電圧印加手段３ｂによる帯電部材３ａへの印加電圧値を決定する。帯電部材３ａへの印加電圧値が決定されると、ステップｓ４に進む。

ステップｓ４では、制御手段１２は、ステップｓ２で得られた温湿度検知手段１１による検知結果が、前回の露光量の決定時における温湿度検知手段１１による検知結果と同じであるか否かを判断する。本実施の形態では、ステップｓ２で得られた温湿度検知手段１１による検知結果が、前回の露光量の決定時における温湿度検知手段１１による検知結果と同じであると判断すると、露光手段４への印加電圧値を前回の露光量の決定時における印加電圧値と同じとし、プロセスコントロールを実施することなく露光量の決定の制御手順を終了する。

このように電圧印加手段１０が露光手段４に印加すべき好適な印加電圧値が前回の印加電圧値と同じであるか、または近い値であることが予想される場合、プロセスコントロールを実施することなく露光手段４に印加する印加電圧値を決定する。これによって、プロセスコントロールの実施によるトナー消費量の増大および画像形成までに要する時間の延長を防止することができる。

またステップｓ２で得られた温湿度検知手段１１による検知結果が、前回の露光量の決定時における温湿度検知手段１１による検知結果と同じではないと判断されると、ステップｓ５に進み、プロセスコントロールを実施する。

ステップｓ５では、制御手段１２は、印加電圧決定手段１４に、露光手段４に印加する仮の印加電圧値を決定させる。ステップｓ５では、このようにして電圧値決定工程を実施する。印加電圧決定手段１４は、温湿度検知手段１１による検知結果と、記憶手段１３に記憶される表３のテーブルデータとから、レーザ発振時間の割合を決定し、露光手段４のレーザ発振時間の割合が、この決定された割合になるような値に、露光手段４に印加する仮の印加電圧値を決定する。たとえば温度が１５℃以上２５℃未満であり、湿度が４５％以上６０％未満である場合、表３から、露光手段４に印加する仮の印加電圧値を、レーザ発振時間の割合が１２８ｄｕｔｙとなる値に決定する。印加電圧決定手段１４によって、露光手段４に印加する仮の印加電圧値が決定されると、ステップｓ６に進む。

ステップｓ６では、制御手段１２は、帯電電圧印加手段３ｂによる帯電部材３ａへの電圧印加を実施させ、帯電手段３に感光体２を帯電させる。このときの帯電部材３ａへの印加電圧値は、ステップｓ３において決定された印加電圧値である。このような電圧値は、温湿度検知手段１１による検知結果、および印字枚数検知手段１７による検知結果に応じて定められるので、環境の変化および感光体２の膜減りがあっても、感光体２を常に予め定める表面電位、たとえば−６００Ｖの表面電位に帯電させることができる。感光体２が帯電手段３によって帯電されると、ステップｓ７に進む。

ステップｓ７では、制御手段１２は、電圧印加手段１０による露光手段４への電圧印加を実施させ、露光手段４によって感光体２を露光させる。このときの露光手段４への印加電圧値は、先の電圧値決定工程において決定された仮の印加電圧値である。露光手段４は、感光体２表面の濃度パッチを形成すべき予め定められる位置を露光し、静電潜像を形成する。ステップｓ７で露光手段４による露光がなされると、ステップｓ８に進む。

ステップｓ８では、制御手段１２は、現像手段５に、感光体２に形成される静電潜像を現像させる。ステップｓ８では、ステップｓ７において形成された静電潜像を、トナーによって現像し、濃度パッチを形成する。ステップｓ８においてトナーからなる濃度パッチが形成されると、ステップｓ９に進む。

ステップｓ９では、制御手段１２は、濃度センサ１８に濃度パッチの濃度を検知させる。濃度センサ１８によって検知された濃度パッチの濃度は、制御手段１２に入力される。次いでステップｓ１０に進む。

ステップｓ１０では、制御手段１２は、ステップｓ９で得られた濃度パッチの濃度が、予め定める値であるか否かを判断する。濃度パッチの濃度が予め定める値であると判断されると、ステップｓ１１に進む。また濃度パッチの濃度が予め定める値でないと判断されると、ステップｓ１２に進む。

ステップｓ１１では、制御手段１２は、印加電圧決定手段１４によって決定された仮の印加電圧値を、露光手段４に印加すべき真の印加電圧値として設定する。露光手段４に印加すべき真の印加電圧値が決定されると、露光量決定のための制御手順を終了する。

ステップｓ１２では、制御手段１２は、印加電圧補正手段１５に、ステップｓ９で得られた濃度パッチの濃度に応じて補正を行わせる。ステップｓ１２では、このようにして電圧値補正工程を実施する。ステップｓ９で得られた濃度パッチの濃度に応じた印加電圧値の補正は、たとえば次のようにして行う。

濃度パッチの濃度が予め定める値よりも高い場合、感光体２の表面電位の絶対値が、好適な表面電位の絶対値よりも小さいので、露光量を減少すべく、露光手段４に対する印加電圧値を減少させる補正を行う。また濃度パッチの濃度が予め定める値よりも低い場合、感光体２の表面電位の絶対値が、好適な表面電位の絶対値よりも大きいので、露光量を増大すべく、露光手段４に対する印加電圧値を増大させる補正を行う。印加電圧値の補正量は、濃度パッチの濃度と予め定める値との差によって決定される値であってもよく、予め定める補正量、たとえば１Ｖなどであってもよい。このようにして印加電圧値の補正が行われると、ステップｓ１３に進む。

ステップｓ１３では、制御手段１２は、更新手段１６にデータテーブルの更新をさせる。このようにデータテーブルを更新して記憶手段１３に記憶させることによって、記憶工程を実施する。更新手段１６は、予め記憶手段１３に入力されるデータテーブルを、印加電圧補正手段１５によって補正された印加電圧値、すなわちステップｓ１２の電圧値補正工程で補正された仮の印加電圧値に基づくレーザ発振時間の割合と、温湿度検知手段による検知結果との関係を基準にした新たなデータテーブルに更新する。ステップｓ１３においてデータテーブルの更新が行われると、ステップｓ５に戻り、再び仮の印加電圧値を決定し、プロセスコントロールを実施する。

以上のような制御手順によって、露光手段４に印加すべき印加電圧値を設定し、この印加電圧値によって、露光手段４からの露光量が設定される。本実施の形態の電圧値決定工程（ステップｓ５）では、温湿度検知手段１１による検知結果に応じて、電圧印加手段１０の露光手段４に対する印加電圧値を決定する。また電圧値決定工程で決定された印加電圧値は、電圧値補正工程（ステップｓ１２）において補正される。この補正は、濃度センサ１８に検知される濃度パッチの濃度に応じて行われるので、たとえば帯電手段３、現像手段５などによる感光体２の表面電位の変化に応じて行うことができ、露光手段４による露光後の露光部の電位と、現像バイアスとの差である実効現像電位を好適な値に保持することができる。

また記憶工程（ステップｓ１３）において、電圧値補正工程で補正された印加電圧値に基づくレーザ発振時間の割合が、前回の印加電圧値に基づくレーザ発振時間の割合と異なると、温湿度検知工程で検知された感光体２近傍の温度および湿度と、電圧値補正工程で補正された印加電圧値に基づくレーザ発振時間の割合との関係を基準にした新たなデータテーブルが、前回のレーザ発振時間の割合が更新されることによって記憶される。これによって、電圧値補正工程で補正された印加電圧値に基づくレーザ発振時間の割合が、感光体２の表面電位の最新の検知結果に応じて、温湿度検知手段１１による検知結果と関係づけられるデータテーブルとして記憶され、記憶手段１３に記憶されているレーザ発振時間の割合を、たとえばデフォルト値として予め記憶されているデータテーブルのレーザ発振時間の割合よりも、好適な値と同じであるか、または近い値とすることができる。記憶手段１３に記憶されているレーザ発振時間の割合が、好適なレーザ発振時間の割合と同じであるか、または近い値であると、実効現像電位を好適な範囲にするためのプロセスコントロールにおいて、濃度パッチの形成回数を低減することができ、濃度パッチ形成のためのトナー消費量の増大および画像形成までに要する時間の延長を防止することができる。

以上のような画像形成装置１および露光量補正方法は、上記の構成に限定されることなく、種々の変更が可能である。たとえば、記憶手段１３は、印加電圧値に基づくレーザ発振時間の割合を記憶する手段であることに限定されず、印加電圧値自体を記憶する手段であってもよい。

図４は、本発明の実施の第２形態である画像形成装置３１の構成を概略的に示す図である。本実施の形態の画像形成装置３１は、濃度センサ１８の代わりに電位検知手段３２を備えること以外は、前述の実施の形態の画像形成装置１と同じ構成であるので、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。

本実施の形態の画像形成装置３１では、印加電圧補正手段１５による印加電圧値の補正は、濃度パッチを形成するプロセスコントロールを行う代わりに、露光後の感光体２の露光部の電位を検知するプロセスコントロールによって行う。

電位検知手段３２は、感光体２の電位を検知する表面電位センサである。電位検知手段３２は、感光体２が回転する方向において、露光手段４よりも下流側に、かつ現像手段５よりも上流側に設けられる。

図５は印加電圧補正手段１５による印加電圧値の補正方法を説明するための図である。図５に示すグラフにおいて、縦軸は露光後の感光体２の表面電位であり、横軸は露光手段４の露光量である。図５に示すように、露光手段４の露光量が大きくなるほど、露光後の感光体２の表面電位が低くなる。電位検知手段３２を用いる露光量補正方法では、感光体２の表面電位を、予め定める表面電位Ｖ_ＬＴとするように、露光手段４に印加する電圧値を決定する。予め定める表面電位Ｖ_ＬＴは、実効現像電位と現像バイアスとによって定められ、たとえば実効現像電位の予め定める範囲の値が２５０Ｖであり、現像バイアスが−４００Ｖである場合、−１５０Ｖである。

たとえば、印加電圧補正手段１５は、露光手段４に仮の印加電圧値を印加したときの表面電位計によって検知される感光体２の表面電位が、予め定める表面電位よりも低い電位Ｖ_ＬＭである場合、感光体２の表面電位をＶ_ＬＴに近づけるべく露光手段４の露光量をΔｒ減少させる補正を行う。制御手段１２は、このような露光量がΔｒ減少され、表面電位計によって検知される感光体２の表面電位がＶ_ＬＴとなるときの印加電圧値を、画像形成時に露光手段４に印加すべき真の印加電圧値に設定する。

このようにして、印加電圧補正手段１５は、帯電手段３によって感光体２を帯電させた後、露光手段４によって露光させた感光体２の露光部の電位が、−１５０Ｖとなるように、印加電圧値を補正する。このような電位検知手段３２を用いるプロセスコントロールによっても、好適な印加電圧値を設定することができる。

電位検知手段３２によるプロセスコントロールでは、濃度パッチを形成する必要がないので、トナーの消費量の増大を防止することができ好ましい。ただし電位検知手段３２による露光量の補正は、現像バイアスが長期使用されても変化しないことが前提条件として必要である。

したがって、現像バイアスが変化するおそれがある場合であっても、より正確な制御を行うとともに、トナーの消費量の増大を防止するために、電位検知手段３２によって予め定める表面電位ＶＬＴとする印加電圧値の補正を行った後、濃度パッチの形成を行うことによって、補正された印加電圧値が好適であるか否かの確認を行うことが最も好ましい。このような方法によれば、印加電圧値の補正を濃度パッチの形成によってのみ行う場合に比べてトナーの消費量を低減することができ、好ましい。

以上のような画像形成装置１では、次のようにして画像を形成する。まず感光体２の表面を、帯電手段３によって負に帯電させる。ここで帯電手段３の帯電部材３ａに電圧を印加する帯電電圧印加手段３ｂは、制御手段１２によって前述のように感光体２表面が好適な電位となるような電圧を帯電部材３ａに印加するように制御される。

帯電手段３によって帯電され、帯電状態にある感光体２は、露光手段４から露光が施され、静電潜像が形成される。露光手段４に電圧を印加する電圧印加手段１０は、制御手段１２によって前述のように、濃度パッチの濃度を好適な濃度とする電位となるような電圧、または感光体２表面が好適な電位となるような電圧を、露光手段４に印加するように制御される。

露光手段４によって形成される静電潜像は、現像手段５から供給されるトナーによって可視像化され、感光体２表面にトナー像が形成される。このトナー像は、転写手段６によって記録媒体２１に転写される。記録媒体２１へのトナー像転写後、感光体２は、クリーニング手段８による残留トナーの除去および除電手段９による電荷除去を受け、清浄化される。この一連の操作が繰返し実行されることによって、画像を形成することができる。

このような画像形成装置によれば、環境の変化があっても、また長期使用しても、帯電手段３による帯電後の感光体２の表面電位、および露光手段４による露光後の感光体２の露光部の表面電位を好適な電位とすることができ、実効現像電位が常に予め定める範囲の値となるので、安定して均一な画質を有する画像を形成することができる。

また画像形成をする前などに通常行われるプロセスコントロールにおいて、濃度パッチを形成するためのトナーの消費量を低減することができるとともに、プロセスコントロールを実施する時間の短縮化が図られる。

本発明の実施の一形態である画像形成装置１の構成を簡略化して示す断面図である。実効現像電位を説明するための図である。本実施の形態の露光量補正方法を説明するフローチャートである。本発明の実施の第２形態である画像形成装置３１の構成を概略的に示す図である。印加電圧補正手段１５による印加電圧値の補正方法を説明するための図である。

符号の説明

１画像形成装置
２電子写真感光体
３帯電手段
３ａ帯電部材
３ｂ帯電電圧印加手段
４露光手段
５現像手段
５ａトナー収容容器
５ｂ現像ローラ
５ｃ回転軸
６転写手段
６ａ転写電圧印加手段
７定着手段
８クリーニング手段
８ａクリーニングブレード
８ｂトナー回収容器
９除電手段
１０電圧印加手段
１１温湿度検知手段
１２制御手段
１３記憶手段
１４印加電圧決定手段
１５印加電圧補正手段
１６更新手段
１７印字枚数検知手段
１８濃度センサ
１９感光体回転方向
２０現像バイアス印加手段
２１記録媒体
２２加熱ローラ
２３加圧ローラ
３２電位検知手段

Claims

表面に感光層を有する電子写真感光体と、
電子写真感光体を帯電させる帯電手段と、
帯電状態にある電子写真感光体の表面に、画像情報に応じた信号光を露光して静電潜像を形成する露光手段と、
露光手段に電圧を印加する電圧印加手段と、
電子写真感光体近傍の温度および湿度を検知する温湿度検知手段と、
電圧印加手段による露光手段への印加電圧値と、電子写真感光体近傍の温度および湿度との関係を示すデータテーブルが入力される記憶手段と、
温湿度検知手段による検知結果と、記憶手段に入力されるデータテーブルとから、電圧印加手段による露光手段への印加電圧値を決定する印加電圧決定手段と、
実効現像電位が予め定める範囲の値となるように、印加電圧決定手段で決定される印加電圧値を補正する印加電圧補正手段と、
印加電圧補正手段によって補正された印加電圧値を露光手段に印加するように、電圧印加手段を制御する制御手段と、
印加電圧補正手段によって補正される印加電圧値が、記憶手段に予めデータテーブルとして入力される印加電圧値と異なるとき、予め記憶手段に入力されるデータテーブルを、印加電圧補正手段によって補正される印加電圧値と、温湿度検知手段による検知結果との関係を基準にした新たなデータテーブルに更新するデータテーブル更新手段とを含むことを特徴とする画像形成装置。
電子写真感光体に形成される濃度パッチの濃度を検知する濃度検知手段をさらに含み、
印加電圧補正手段は、
濃度検知手段によって検知される濃度パッチの濃度に応じて、印加電圧決定手段で決定される印加電圧値を補正することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
電子写真感光体の電位を検知する電位検知手段をさらに含み、
印加電圧補正手段は、
電位検知手段によって検知される露光後の電子写真感光体の露光部の電位に応じて、印加電圧決定手段で決定される印加電圧値を補正することを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
電子写真感光体の感光層の膜厚を検知する膜厚検知手段をさらに含み、
帯電手段は、
帯電部材と、帯電部材に電圧を印加する帯電電圧印加手段とを含み、
前記印加電圧決定手段は、
温湿度検知手段および膜厚検知手段による検知結果に応じて、帯電電圧印加手段による帯電部材への印加電圧値を決定し、
前記制御手段は、
印加電圧決定手段によって決定された印加電圧値を帯電部材に印加するように、帯電電圧印加手段を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の画像形成装置。
データテーブル更新手段は、
電子写真感光体が新たな電子写真感光体に交換されると、記憶手段に入力されているデータテーブルを、予め定める印加電圧値のデータテーブルに更新することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の画像形成装置。
前記印加電圧決定手段は、
温湿度検知手段による検知結果が前回の検知結果と同じであるとき、電圧印加手段が露光手段に印加する印加電圧値を、電圧印加手段が露光手段に印加した前回の印加電圧値に決定することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の画像形成装置。
電子写真感光体近傍の温度および湿度を検知する温湿度検知工程と、
温湿度検知手段による検知結果に応じて、電圧印加手段の露光手段に対する印加電圧値を決定する電圧値決定工程と、
実効現像電位が予め定める範囲の値となるように、印加電圧決定手段で決定される印加電圧値を補正する電圧値補正工程と、
電圧値補正工程で補正された印加電圧値と、温湿度検知工程で検知された電子写真感光体近傍の温度および湿度との関係を示すデータテーブルを記憶する記憶工程とを含むことを特徴とする露光量補正方法。